(57)【要約】  本発明は、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用する内燃機関の燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を必要なときにすぐに低下させることのできる内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。  本発明の内燃機関の燃料噴射装置は、燃料を貯留する内部空間２６３と燃料を噴射する噴射口２６２とが形成された先端部２６１を有する燃料インジェクタ２６と、内部空間２６３に設置され、ガソリンとアルコールとの混合燃料中のアルコール成分を選択的に吸着可能な吸着材５８と、を備える。吸着材５８は、燃料圧力が低いときにはアルコール吸着量が小さくなり、燃料圧力が高いときにはアルコール吸着量が大きくなる特性を有する。内部空間２６３の燃料圧力を変化させることにより、吸着材５８へのアルコールの吸着と吸着材５８からのアルコールの脱離とを制御することができる。
2011086660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する内部空間と燃料を噴射する噴射口とが形成された先端部を有する燃料インジェクタと、
前記内部空間に設置され、ガソリンとアルコールとの混合燃料中のアルコール成分を選択的に吸着可能な吸着材と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記吸着材は、燃料圧力が低いときにはアルコール吸着量が小さくなり、燃料圧力が高いときにはアルコール吸着量が大きくなる特性を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記内部空間の燃料圧力を変化させることにより、前記吸着材へのアルコールの吸着と前記吸着材からのアルコールの脱離とを制御する手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を、前記燃料インジェクタに供給された燃料のアルコール濃度よりも低くする要求の有無を判定する手段と、
前記要求があると判定された場合に、前記吸着材にアルコールを吸着させる手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
内燃機関の冷間始動時に、前記吸着材にアルコールを吸着させることにより、前記燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を、前記燃料インジェクタに供給された燃料のアルコール濃度よりも低くする手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
内燃機関の状態に基づいて、前記吸着材からのアルコールの脱離を許可する許可条件の成否を判定する判定手段と、
前記許可条件が成立していないと判定された場合には前記吸着材にアルコールを吸着した状態を維持し、前記許可条件が成立していると判定された場合には前記吸着材からアルコールを脱離させる脱離制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項７】
所定の燃料カット条件が成立した場合に前記内燃機関の燃料カットを実行する燃料カット手段を備え、
前記許可条件には、前記燃料カットが実行中であることが含まれることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記許可条件には、機関回転数および機関負荷が所定の領域内にあることが含まれることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記所定の領域は、低回転側かつ高負荷側の領域であることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記噴射口に近い部分の前記吸着材のアルコール吸着容量が、前記噴射口から遠い部分の前記吸着材のアルコール吸着容量と比べて、低くされていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記噴射口に近い部分の前記吸着材の量が、前記噴射口から遠い部分の前記吸着材の量と比べて、少なくされていることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１２】
前記噴射口に近い部分の前記吸着材の材質が、前記噴射口から遠い部分の前記吸着材の材質と比べて、アルコール吸着能力の低いものにされていることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項１３】
前記吸着材は、前記燃料インジェクタの先端部の内周部に沿って筒状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エタノールあるいはメタノールなどのアルコールをガソリンと混合した混合燃料を用いることのできる内燃機関が知られている。図１２は、Ｅ８０（エタノール８０％混合燃料）、Ｅ２０（エタノール２０％混合燃料）およびＥ０（ガソリン１００％）の蒸留割合と温度との関係を示す図である。ガソリンは、多成分からなり、低沸点成分を含むため、低温時においても、気化特性に優れる。一方、アルコールは、単一成分であるために沸点が決まっており、且つその沸点が高い（エタノールの場合には約７８℃）。このため、図１２から分かる通り、Ｅ８０などのようにアルコール濃度の高い混合燃料は、アルコールの沸点より低い温度では極めて気化しにくいという欠点がある。なお、Ｅ２０などのようにアルコール濃度が比較的低い混合燃料では、共沸現象により、ガソリン１００％の場合よりも却って気化し易くなる場合もある。【０００３】
上述したようなことから、アルコール濃度の高い混合燃料が使用されている場合には、内燃機関の冷間始動時に燃料インジェクタから噴射された混合燃料のうち、気化するのは実質的にガソリン成分のみで、アルコール成分はほとんど気化しない。このため、燃焼に寄与する気化燃料の量が不足し、始動性が悪くなり易いという問題がある。また、噴射された混合燃料のうちのガソリン成分だけに頼って始動を行うようなものであるので、その不足を補うため、始動時に大量の燃料噴射が必要である。そして、燃焼に寄与したガソリン成分の何倍もの量のアルコール成分が気化できずに燃焼しないまま燃焼室を通過し、ＨＣとなって排気通路へ流れる。その結果、冷間始動時に、大気中へのＨＣ排出量が極めて多くなり易いという問題がある。【０００４】
日本特開２００９−１５０３９７号公報には、燃料分離膜を用いて混合燃料をガソリン成分とアルコール成分とに分離し、１気筒当たり二つの燃料インジェクタを設け、その一方からガソリン成分を噴射し、他方からアルコール成分を噴射するようにした燃料装置が開示されている。この装置では、各気筒の一方の燃料インジェクタに連通する第一燃料レール組立体の内部に燃料分離膜を設け、そこで分離されたアルコール成分を、各気筒の他方の燃料インジェクタに連通する第二燃料レール組立体に送るようにしている。この装置によれば、始動時にはガソリン成分のみを噴射することができるので、上記の問題を解決することは可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開２００９−１５０３９７号公報
【特許文献２】日本特開２００８−２４８８４０号公報
【特許文献３】日本特開２００６−２５７９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、燃料インジェクタ、燃料レール組立体（デリバリパイプ）、燃料通路などの燃料供給システムが、ガソリン噴射用とアルコール噴射用との二系統分、必要になる。このため、燃料供給システムのコスト、重量および搭載スペースも２倍近く必要になり、大幅なコストアップや、重量増による燃費悪化、搭載性の悪化などを招くという問題がある。【０００７】
一方、日本特開２００６−２５７９０７号公報には、冷間始動時に、デリバリパイプに水分を供給することによって混合燃料をガソリン成分とアルコール成分とに分離し、その分離されたガソリン成分を燃料インジェクタに供給する装置が開示されている。この装置では、燃料供給システムは一系統で済む。しかしながら、デリバリパイプから燃料インジェクタまでの通路や燃料インジェクタの内部には、少なくとも１ｃｃ程度の容積がある。従って、始動前にその容積に存在していた混合燃料は、始動時にそのまま噴射されることになる。つまり、この装置の場合、始動時の最初の数サイクルの間は、高アルコール濃度の混合燃料がそのまま噴射されることになるので、始動性や大気中へのＨＣ排出の問題を十分に改善することはできない。【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用する内燃機関の燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を必要なときにすぐに低下させることのできる内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料噴射装置であって、
燃料を貯留する内部空間と燃料を噴射する噴射口とが形成された先端部を有する燃料インジェクタと、
前記内部空間に設置され、ガソリンとアルコールとの混合燃料中のアルコール成分を選択的に吸着可能な吸着材と、
を備えることを特徴とする。【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記吸着材は、燃料圧力が低いときにはアルコール吸着量が小さくなり、燃料圧力が高いときにはアルコール吸着量が大きくなる特性を有することを特徴とする。【００１１】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記内部空間の燃料圧力を変化させることにより、前記吸着材へのアルコールの吸着と前記吸着材からのアルコールの脱離とを制御する手段を備えることを特徴とする。【００１２】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を、前記燃料インジェクタに供給された燃料のアルコール濃度よりも低くする要求の有無を判定する手段と、
前記要求があると判定された場合に、前記吸着材にアルコールを吸着させる手段と、
を備えることを特徴とする。【００１３】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
内燃機関の冷間始動時に、前記吸着材にアルコールを吸着させることにより、前記燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を、前記燃料インジェクタに供給された燃料のアルコール濃度よりも低くする手段を備えることを特徴とする。【００１４】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
内燃機関の状態に基づいて、前記吸着材からのアルコールの脱離を許可する許可条件の成否を判定する判定手段と、
前記許可条件が成立していないと判定された場合には前記吸着材にアルコールを吸着した状態を維持し、前記許可条件が成立していると判定された場合には前記吸着材からアルコールを脱離させる脱離制御手段と、
を備えることを特徴とする。【００１５】
また、第７の発明は、第６の発明において、
所定の燃料カット条件が成立した場合に前記内燃機関の燃料カットを実行する燃料カット手段を備え、
前記許可条件には、前記燃料カットが実行中であることが含まれることを特徴とする。【００１６】
また、第８の発明は、第６の発明において、
前記許可条件には、機関回転数および機関負荷が所定の領域内にあることが含まれることを特徴とする。【００１７】
また、第９の発明は、第８の発明において、
前記所定の領域は、低回転側かつ高負荷側の領域であることを特徴とする。【００１８】
また、第１０の発明は、第１乃至第９の発明の何れかにおいて、
前記噴射口に近い部分の前記吸着材のアルコール吸着容量が、前記噴射口から遠い部分の前記吸着材のアルコール吸着容量と比べて、低くされていることを特徴とする。【００１９】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、
前記噴射口に近い部分の前記吸着材の量が、前記噴射口から遠い部分の前記吸着材の量と比べて、少なくされていることを特徴とする。【００２０】
また、第１２の発明は、第１０の発明において、
前記噴射口に近い部分の前記吸着材の材質が、前記噴射口から遠い部分の前記吸着材の材質と比べて、アルコール吸着能力の低いものにされていることを特徴とする。【００２１】
また、第１３の発明は、第１乃至第１２の発明の何れかにおいて、
前記吸着材は、前記燃料インジェクタの先端部の内周部に沿って筒状に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明によれば、燃料インジェクタの先端部の内部においてアルコール混合燃料のアルコール濃度を低下させることができる。このため、噴射される燃料のアルコール濃度を、必要なとき（例えば冷間始動時）に、すぐに低下させることができる。第１の発明によれば、アルコール専用の燃料インジェクタを設けることなく上記効果が得られるので、燃料供給システムを簡素化でき、コスト低減および重量軽減が図れる。【００２３】
第２の発明によれば、燃料圧力を高くすることによってアルコールを吸着材に吸着させ、燃料圧力を低くすることによって吸着材からのアルコールを脱離させることができる。【００２４】
第３の発明によれば、燃料圧力を変化させることにより、吸着材へのアルコールの吸着と吸着材からのアルコールの脱離とを迅速且つ確実に制御することができる。【００２５】
第４の発明によれば、燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を低下させる要求がある場合には、その要求にすぐに応じて、アルコール濃度の低下した燃料を噴射することができる。【００２６】
第５の発明によれば、内燃機関の冷間始動時に、燃料インジェクタから噴射される燃料のアルコール濃度を低下させることができる。このため、大気中へのＨＣ排出量を低減することができ、始動性も向上することができる。【００２７】
第６の発明によれば、内燃機関の状態が、吸着材に吸着されたアルコールを脱離させるべきでない状態である場合にはアルコールの脱離を防止するとともに、内燃機関の状態がアルコールを脱離させるべき状態になるのを待ってから、アルコールを脱離させることができる。すなわち、アルコール脱離の悪影響が出にくいような適切な機関状態を選んで、アルコールを脱離させることができる。このため、アルコール脱離の悪影響が生ずることを確実に回避することができる。【００２８】
第７の発明によれば、燃料カットの実行中に、アルコールを脱離させることができる。これにより、アルコール脱離に起因する空燃比制御誤差が生ずることを確実に抑制することができる。【００２９】
第８の発明によれば、機関回転数および機関負荷が所定の領域内にある場合に、アルコールを脱離させることができる。これにより、アルコール脱離の悪影響が生ずることを確実に回避することができる。【００３０】
第９の発明によれば、機関回転数および機関負荷が低回転側かつ高負荷側の所定の領域内にある場合に、燃料カットの実行中にアルコールを脱離させることができる。これにより、アルコール脱離に起因する空燃比制御誤差が生ずることを確実に抑制することができる。【００３１】
第１０の発明によれば、燃料噴射時に、噴射口に近い部分の燃料圧力が低下したときのアルコールの脱離を抑制することができる。このため、噴射される燃料のアルコール濃度を必要時に確実に低減させることができる。【００３２】
第１１の発明によれば、燃料噴射時に、噴射口に近い部分の燃料圧力が低下したときのアルコールの脱離を抑制することができる。このため、噴射される燃料のアルコール濃度を必要時に確実に低減させることができる。【００３３】
第１２の発明によれば、燃料噴射時に、噴射口に近い部分の燃料圧力が低下したときのアルコールの脱離を抑制することができる。このため、噴射される燃料のアルコール濃度を必要時に確実に低減させることができる。【００３４】
第１３の発明によれば、燃料インジェクタの先端部の小さい内部空間にも、十分な容量の吸着材を配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】内燃機関に燃料を供給する燃料系統を模式的に示す図である。
【図３】燃料インジェクタの先端部を拡大して示す断面図である。
【図４】燃料圧力と、吸着材のアルコール吸着量との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３においてアルコールの脱離が許可される領域を斜線で示した図である。
【図８】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】燃料インジェクタの先端部を拡大して示す断面図である。
【図１１】燃料インジェクタの先端部を拡大して示す断面図である。
【図１２】Ｅ８０、Ｅ２０およびＥ０の蒸留割合と温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、例えば車両の動力源として用いられる。本実施形態の内燃機関１０は、直列４気筒型であるものとするが、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。図１には、内燃機関１０の一つの気筒の断面が示されている。
【００３８】
この内燃機関１０は、ガソリンを燃料として運転可能であるとともに、エタノールあるいはメタノールなどのアルコールと、ガソリンとを混合した燃料（以下、「アルコール混合燃料」または「混合燃料」とも呼ぶ）によっても運転可能なものである。この場合、アルコール混合燃料としては、アルコール成分の濃度（アルコール成分の割合）が低濃度（例えば数％程度）のものから高濃度（例えば８０％以上）のものまで、使用可能である。
【００３９】
内燃機関１０には、吸気通路１２および排気通路１４が接続されている。吸気通路１２には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１６が配置されている。エアフローメータ１６の下流には、スロットル弁１８が配置されている。スロットル弁１８の開度は、スロットルモータ２０の作動によって調整される。スロットル弁１８の近傍には、スロットル弁１８の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ２２が配置されている。排気通路１４には、排気ガスを浄化するための触媒１５が設置されている。
【００４０】
内燃機関１０の各気筒には、吸気ポート１１内に燃料を噴射するための燃料インジェクタ２６が配置されている。内燃機関１０の各気筒には、更に、吸気弁２８、点火プラグ３０および排気弁３２が設けられている。
【００４１】
内燃機関１０のクランク軸３６の近傍には、クランク軸３６の回転角度（クランク角度）を検出可能なクランク角センサ３８が設置されている。クランク角センサ３８によれば、内燃機関１０のクランク角度や機関回転数を検出することができる。
【００４２】
また、本実施形態のシステムは、内燃機関１０が搭載された車両の運転席のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２４と、内燃機関１０の冷却水温を検出する水温センサ４２と、内燃機関１０の始動時にクランク軸３６を回転駆動する電動機を有する始動装置４４と、燃料ポンプ４６と、燃料性状センサ４８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とを備えている。ＥＣＵ５０には、上述したものを含む各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。
【００４３】
図２は、内燃機関１０に燃料を供給する燃料系統を模式的に示す図である。図２に示すように、本実施形態のシステムは、燃料タンク５２を備えている。燃料タンク５２は、燃料供給通路５４を介して、デリバリパイプ５６に接続されている。燃料供給通路５４の途中には、燃料を加圧する燃料ポンプ４６が設置されている。燃料ポンプ４６の設置箇所はこれに限定されるものではなく、例えば燃料タンク５２内に設置されていてもよい。燃料タンク５２内に貯留された燃料は、燃料ポンプ４６によって加圧され、燃料供給通路５４を通ってデリバリパイプ５６に送られる。そして、デリバリパイプ５６により、各気筒の燃料インジェクタ２６に燃料が分配される。燃料ポンプ４６は、燃料の圧力を、ＥＣＵ５０から指令された圧力に調圧して、デリバリパイプ５６に送ることができるように構成されている。すなわち、本実施形態のシステムでは、燃料ポンプ４６によって、燃料インジェクタ２６内部の燃料圧力（すなわち燃料噴射圧力）を調整可能になっている。
【００４４】
燃料インジェクタ２６に供給される燃料、すなわち燃料タンク５２内に貯留されている燃料（以下、「タンク内燃料」と称する）のアルコール濃度は、ユーザーが給油を選択した燃料のアルコール濃度に応じて、増減する。本実施形態では、燃料供給通路５４の途中に設けた燃料性状センサ４８によって、タンク内燃料のアルコール濃度を検出可能になっている。燃料性状センサ４８としては、例えば、燃料の誘電率、屈折率などを測定することによってアルコール濃度を検出するものを用いることができる。なお、燃料性状センサ４８の設置位置は、図示の構成に限定されるものではない。例えば、燃料タンク５２またはデリバリパイプ５６に燃料性状センサ４８を設置してもよい。また、本発明では、タンク内燃料のアルコール濃度を検出する方法は、燃料性状センサ４８を用いる方法に限定されるものではない。例えば、空燃比フィードバック制御における学習値から燃料のアルコール濃度を検出（推定）するようにしてもよい。すなわち、ガソリンとアルコールとでは理論空燃比の値が異なるので、アルコール混合燃料の理論空燃比の値は、そのアルコール濃度に応じて異なる。このため、排気通路１４に設けられた空燃比センサ（図示せず）の信号をフィードバックすることによって学習される理論空燃比の値に基づいて、タンク内燃料のアルコール濃度を検出（推定）することが可能である。
【００４５】
図３は、本実施形態の内燃機関１０が備える燃料インジェクタ２６の先端部を拡大して示す断面図である。図３に示すように、燃料インジェクタ２６は、先端部２６１を有している。先端部２６１には、燃料を噴射する噴射口２６２と、燃料を貯留する（燃料が満たされる）内部空間２６３とが形成されている。内部空間２６３には、噴射弁としてのニードル弁２６４が挿通している。噴射口２６２は、このニードル弁２６４により開閉される。ニードル弁２６４の基端側には、プランジャ２６５が一体的に設けられている。プランジャ２６５の周囲には、ソレノイドコイル２６６が設置されている。ソレノイドコイル２６６に通電すると、プランジャ２６５がソレノイドコイル２６６に吸引されて、プランジャ２６５およびニードル弁２６４が基端側に移動することにより、噴射口２６２が開く。これにより、内部空間２６３にある燃料が噴射口２６２から噴射される。ソレノイドコイル２６６への通電が断たれると、プランジャ２６５およびニードル弁２６４が図示しないバネの付勢力によって元の位置に戻り、噴射口２６２が閉じられ、噴射が停止する。このような燃料インジェクタ２６の内部空間２６３の燃料圧力（以下、単に「燃料圧力」とも呼ぶ）は、前述したように、ＥＣＵ５０から燃料ポンプ４６への指令により、低圧から高圧まで制御可能である。
【００４６】
燃料インジェクタ２６の先端部２６１の内部空間２６３には、吸着材５８が設置されている。図示の構成では、吸着材５８は、内部空間２６３の内周に沿って筒状に配置されている。すなわち、吸着材５８は、ニードル弁２６４の外周側を取り囲むようにして配置されている。この吸着材５８としては、アルコール混合燃料中のアルコール成分を選択的に吸着することのできる性質を有するものが選択されている。このような吸着材５８の構成材料としては、アルコール分子を取り込むことのできる分子レベルの細孔を有する、親水性の高い多孔質体を用いることができ、代表的にはゼオライトが好ましく用いられる。ゼオライトの中でも、極性の強いものが特に好ましい。極性の強いゼオライトを用いることにより、ガソリン成分が含まれる燃料の中から極性の強いアルコール分子を確実に選択して吸着することができる。また、吸着材５８として用いる多孔質体の骨格構造（ゼオライトであれば、Ａ型、Ｙ型、Ｘ型など）に応じて細孔径などが異なるので、対象となるアルコール分子の大きさなどに応じて最適な骨格構造を選択することにより、良好なアルコール吸着特性を得ることができる。例えば、エタノールを吸着する場合には、Ａ型ゼオライトを特に好ましく用いることができる。
【００４７】
吸着材５８は、周囲の燃料圧力が低いときには、吸着材５８に吸着されるアルコールの量（以下、「アルコール吸着量」と称する）が小さくなり、燃料圧力が高いときには、アルコール吸着量が大きくなるという特性を有している。本実施形態によれば、この特性を利用して吸着材５８へのアルコール吸着量を制御することにより、燃料インジェクタ２６から噴射される燃料のアルコール濃度を、燃料インジェクタ２６に供給された燃料（すなわちタンク内燃料）のアルコール濃度よりも低くすることが可能である。すなわち、アルコール吸着量が小さい低圧状態から、アルコール吸着量が大きい高圧状態へと燃料圧力を上昇させると、内部空間２６３にある混合燃料中のアルコール成分が選択的に吸着材５８に吸着される。このため、内部空間２６３にある混合燃料は、そのアルコール濃度が低下するとともに、ガソリン濃度が高まる。従って、燃料圧力を高圧にして燃料インジェクタ２６から燃料を噴射することにより、燃料インジェクタ２６から噴射される燃料のアルコール濃度をタンク内燃料のアルコール濃度より低くすることができる。
【００４８】
本実施形態では、内燃機関１０の冷間始動時には、上述の機能を利用して、燃料インジェクタ２６から噴射される燃料のアルコール濃度が、タンク内燃料のアルコール濃度よりも低くなるように制御することとした。これにより、タンク内燃料のアルコール濃度が高い場合であっても、冷間始動時には、タンク内燃料よりもアルコール濃度が低く、ガソリン濃度の高い燃料（以下、「アルコール濃度低減燃料」と称する。）を燃料インジェクタ２６から噴射することができる。このため、燃料良好な始動性が得られるとともに、大気中へのＨＣ排出量を十分に低減することができる。
【００４９】
特に、本装置によれば、噴射口２６２の直前に位置する内部空間２６３において、アルコール濃度低減燃料を生成することができるので、始動時の初回の噴射から、アルコール濃度低減燃料を噴射することができる。これに対し、燃料インジェクタ２６より手前側の位置（例えばデリバリパイプ５６）においてアルコール濃度低減燃料を生成する構成とした場合には、少なくとも燃料インジェクタ２６内の燃料がアルコール濃度低減燃料に置換されるまで燃料噴射を繰り返した後でなければ、アルコール濃度低減燃料を噴射することができない。
【００５０】
始動時の初回の噴射からアルコール濃度低減燃料を噴射できることは、次のような理由により、大気中へのＨＣ排出量を低減することに対して極めて有効である。冷間始動時の最初のうちは、触媒１５が排気ガスによって暖められておらず、活性していない状態である。このため、内燃機関１０から排出されたＨＣが触媒１５でほとんど浄化されずにそのまま大気中に排出されてしまう。その後、内燃機関１０での燃焼が始まると、排気ガスが触媒１５に流れ始めて触媒１５の温度が上昇し、触媒活性が発現し始めるので、ＨＣが触媒１５で浄化され始める。従って、冷間始動時の大気中へのＨＣ排出量を低減するためには、触媒１５の温度が上昇していない、最初の数サイクルのうちに内燃機関１０から排出されるＨＣの量を低減することが極めて重要となる。この点において、本装置によれば、始動時の初回の噴射からアルコール濃度低減燃料を噴射することができるので、燃焼せずに排気通路１４へ流れるアルコール成分の量を確実に削減することができる。このため、冷間始動時の大気中へのＨＣ排出量を極めて有効に低減することができる。
【００５１】
なお、吸着材５８のアルコール吸着量が飽和すると、吸着材５８はそれ以上アルコールを吸着することができない。このため、内燃機関１０が始動した後、燃料インジェクタ２６からの燃料噴射が繰り返されることにより、噴射される燃料のアルコール濃度は、元の濃度、すなわちタンク内燃料のアルコール濃度に戻っていく。しかしながら、それまでの間に触媒１５の温度が上昇して活性が発現し、ＨＣが触媒１５で浄化され始める。よって、大気中へのＨＣの排出は十分に抑制される。また、燃料インジェクタ２６から噴射される燃料のアルコール濃度が元の濃度に戻るまでの間に、内燃機関１０の温度も上昇するので、アルコール成分の気化が促進されるようになる。このため、始動後の内燃機関１０の運転安定性の悪化を十分に抑制することができる。
【００５２】
図４は、燃料圧力と、吸着材５８のアルコール吸着量との関係を示す図である。前述したように、燃料圧力が低いときにはアルコール吸着量は小さくなり、燃料圧力が高いときにはアルコール吸着量は大きくなる。また、図４中の曲線に矢印を付して表すように、アルコール吸着量は、燃料圧力の履歴に対してヒステリシスを有する。すなわち、燃料圧力を低圧から高圧へ上昇させることによって吸着材５８にアルコールを吸着させる過程におけるアルコール吸着量の変化は図４中の右側の曲線で表され、燃料圧力を高圧から低圧へ降下させることによって吸着材５８からアルコールを脱離させる過程におけるアルコール吸着量の変化は図４中の左側の曲線で表される。
【００５３】
ＥＣＵ５０は、燃料ポンプ４６の設定圧力値を低圧と高圧との間で切り替えて燃料インジェクタ２６の内部空間２６３の燃料圧力を変化させることにより、吸着材５８へのアルコールの吸着を制御したり、吸着材５８からのアルコールの脱離を制御したりすることができる。吸着材５８のアルコール吸着量は、燃料圧力が図４中のＰ２まで上昇した時点で飽和する。このため、吸着材５８にアルコールを吸着させる際には、燃料圧力をＰ２以上に設定することが好ましい。これにより、吸着材５８のアルコール吸着能力を全部引き出すことができる。ただし、図４中のＰ１以上の燃料圧力であれば吸着材５８にアルコールを吸着させることができる。このため、吸着材５８にアルコールを吸着させる際には、燃料圧力を少なくともＰ１より高い値まで上昇させればよい。
【００５４】
吸着材５８のアルコール吸着量が飽和した状態から燃料圧力を低下させていくと、図４中のＰ３までは、アルコールは吸着材５８からほとんど脱離しない。燃料圧力がＰ３より低くなると、アルコールが吸着材５８から急速に脱離し始め、図４中のＰ４まで下がるとアルコール吸着量はほぼゼロになる。このため、吸着材５８からアルコールを脱離させる際には、燃料圧力をＰ４以下に設定することが好ましい。これにより、吸着材５８に吸着されたアルコールをほぼ全部脱離させることができる。ただし、上述したように、アルコールの脱離はＰ３から開始するので、吸着材５８からアルコールを脱離させる際には、燃料圧力を少なくともＰ３未満の値まで低下させればよい。
【００５５】
図５は、上述した機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関１０の始動時に所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。
【００５６】
図５に示すルーチンによれば、まず、水温センサ４２により検出される始動時の内燃機関１０の冷却水温と、所定温度Ａ℃とが比較される（ステップ１００）。本実施形態では、始動時の冷却水温が所定温度Ａ℃未満である場合に冷間始動と判定し、始動時の冷却水温が所定温度Ａ℃以上である場合に温間始動と判定する。そして、冷間始動の場合には、燃料インジェクタ２６から噴射される燃料（以下、「噴射燃料」と称する）のアルコール濃度を低下させるために、アルコールが吸着材５８に吸着されるような高い燃料圧力（以下、「高燃圧」と称する）に設定して、始動を実行する。
【００５７】
これに対し、温間始動の場合には、噴射燃料のアルコール濃度を低下させなくても、始動性が悪化したり、ＨＣが大気中に排出されたりする心配はないと判断できる。そこで、温間始動の場合には、アルコールが吸着材５８に吸着されないような低い燃料圧力（以下、「低燃圧」と称する）に設定して、始動を実行することとした。すなわち、上記ステップ１００において、始動時の冷却水温がＡ℃以上であると判定された場合には、燃料ポンプ４６の設定圧力を低燃圧とする低燃圧制御が実行される（ステップ１０２）。このようにして、温間始動の場合には、最初から、低燃圧での燃料噴射が実行される。
【００５８】
燃料ポンプ４６の消費電力は、燃料圧力を高くするほど、増大する。上記の制御によれば、噴射燃料のアルコール濃度を低下させる必要のない温間始動時には、低燃圧に設定されるので、燃料ポンプ４６の消費電力を節減することができる。
【００５９】
一方、上記ステップ１００において、冷却水温がＡ℃より低いと判定された場合、つまり冷間始動の場合には、次に、始動高燃圧完了フラグＸＳＦＰＨが０であるか否かが判別される（ステップ１０４）。始動高燃圧完了フラグＸＳＦＰＨの初期値は０に設定されている。従って、初めは、上記ステップ１０４の判断が肯定される。上記ステップ１０４の判断が肯定されると、燃料ポンプ４６の設定圧力を高燃圧とする高燃圧制御が実行される（ステップ１０６）。その結果、吸着材５８にアルコールを吸着させることができるので、噴射燃料のアルコール濃度をタンク内燃料のアルコール濃度より低くすることができる。このため、良好な始動性が得られるとともに、大気中へのＨＣ排出量を確実に低減することができる。
【００６０】
なお、上記ステップ１０６の高燃圧制御が実行された場合の吸着材５８へのアルコール吸着量は、図４に示すようなマップをＥＣＵ５０に予め記憶しておくことにより、燃料圧力に基づいて算出することができる。高燃圧制御が実行された場合には、そのアルコール吸着量と、元の燃料のアルコール濃度（つまりタンク内燃料のアルコール濃度）と、内部空間２６３の有効容積とに基づいて、アルコール吸着後における内部空間２６３の燃料のアルコール濃度（すなわち噴射燃料のアルコール濃度）を算出することができる。
【００６１】
上記ステップ１０６の高燃圧制御が実行された場合には、次のような理由から、噴射燃料のアルコール濃度に基づいて、燃料噴射量の補正を行うことが望ましい。アルコールの理論空燃比は、ガソリンの理論空燃比より小さい。このため、混合燃料の理論空燃比は、アルコール濃度が高いほど、小さくなる。従って、理論空燃比の混合気を得るためには、アルコール濃度が高い燃料の場合ほど、燃料噴射量（体積量）を多くする補正が必要となる。この補正は、通常は、タンク内燃料のアルコール濃度に基づいて行われる。上記ステップ１０６の高燃圧制御が実行された場合には、この補正を、上記のようにして算出される噴射燃料のアルコール濃度に基づいて行うようにすればよい。
【００６２】
また、機関温度が低温のとき（例えば２５℃以下）には、混合燃料のうちのアルコール成分の気化がほとんど期待できないため、混合燃料のうち実質的にガソリン成分のみで所望の空燃比の混合気を生成することが必要になる。このため、低温時には、アルコール濃度が高い燃料の場合ほど、燃料噴射量を多くする補正がなされる。この補正は、通常は、タンク内燃料のアルコール濃度に基づいて行われる。上記ステップ１０６の高燃圧制御が実行された場合には、この補正を、上記のようにして算出される噴射燃料のアルコール濃度に基づいて行うようにすればよい。
【００６３】
上記ステップ１０６の高燃圧制御が実行された場合には、次に、始動後の経過時間が所定時間Ｂに達したか否かが判別される（ステップ１０８）。この所定時間Ｂは、内燃機関１０や触媒１５の暖機がある程度進行し、吸着材５８からアルコールを脱離させたとしても内燃機関１０の運転や大気中へのＨＣ排出量の面で悪影響が出ないような時間となるように、予め設定されている。上記ステップ１０８において、始動後の経過時間が所定時間Ｂに達したと判定された場合には、始動高燃圧完了フラグＸＳＦＰＨが１に設定される（ステップ１１０）。始動高燃圧完了フラグＸＳＦＰＨが１に設定された場合は、本ルーチンの次回の実行時に、上記ステップ１０４の判断が否定されるので、上記ステップ１０２の低燃圧制御へ移行する。
【００６４】
このように、冷間始動時に高燃圧制御を実行した場合には、始動後の経過時間が所定時間Ｂに達した時点で、高燃圧制御を終了し、低燃圧制御に切り替えられる。その結果、燃料圧力が低下することにより、吸着材５８に吸着されていたアルコールが脱離する。その脱離したアルコールが加わることにより、内部空間２６３の燃料のアルコール濃度は増加する。従って、噴射燃料のアルコール濃度は、一時的にタンク内燃料よりも高くなる。その後、噴射燃料のアルコール濃度は、タンク内燃料と同じアルコール濃度に戻る。吸着材５８からアルコールを脱離させることにより、吸着材５８のアルコール吸着能力を回復させることができる。このため、次回に冷間始動を行うときにも、上記と同様にして吸着材５８にアルコールを吸着させることができる。
【００６５】
上述した図５のルーチンの処理によれば、冷間始動時に高燃圧制御を実行することによって吸着材５８にアルコールを吸着させた場合には、内燃機関１０や触媒１５の暖機がある程度進行した時点で、速やかに吸着材５８からアルコールを脱離させることができる。このため、内燃機関１０の運転が停止される前に、吸着材５８に吸着されたアルコールを確実に脱離させることができる。
【００６６】
なお、上述した図５のルーチンでは省略しているが、次のような制御をしてもよい。タンク内燃料のアルコール濃度が元から十分に低い場合には、冷間始動時であっても、吸着材５８にアルコールを吸着させる必要がないこともある。そこで、始動時にタンク内燃料のアルコール濃度と所定の閾値とを比較する判断を行い、タンク内燃料のアルコール濃度がその閾値より低く且つ冷間始動である場合には高燃圧制御を実行し、タンク内燃料のアルコール濃度がその閾値より高い場合には冷間始動か温間始動かにかかわらず最初から低燃圧制御を実行するようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、吸着材５８にアルコールを吸着させることによって噴射燃料のアルコール濃度をタンク内燃料のアルコール濃度より低くする制御を内燃機関１０の始動時に実行することについて説明したが、本発明では、このような制御を必要に応じて内燃機関１０の運転中に実行するようにしてもよい。
【００６８】
上述した実施の形態１においては、内燃機関１０を冷間始動することが前記第４の発明における「要求」に相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第６の発明における「判定手段」が、上記ステップ１１０，１０４，１０６および１０２の処理を実行することにより前記第６の発明における「脱離制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００６９】
実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００７０】
本実施形態において、ＥＣＵ５０は、所定の燃料カット条件が成立した場合に、燃料インジェクタ２６からの燃料噴射を休止する燃料カット制御を実行する。例えば、内燃機関１０に対する要求負荷（要求トルク）がゼロとなり、且つ機関回転数が所定回転数以上である場合には、減速燃料カット条件が成立したと判定され、減速燃料カットが実行される。
【００７１】
前述したように、実施の形態１では、冷間始動の場合には、最初は高燃圧制御を行うことによって吸着材５８にアルコールを吸着させ、内燃機関１０の暖機後、高燃圧制御から低燃圧制御に切り替えることにより、吸着材５８からアルコールを脱離させるようにしている。
【００７２】
吸着材５８からアルコールが脱離すると、その脱離したアルコールが燃料インジェクタ２６の内部空間２６３の燃料に混合することにより、噴射燃料のアルコール濃度は、一時的に、タンク内燃料のアルコール濃度よりも高くなる。前述したように、理論空燃比の混合気を得るために必要な燃料噴射量はアルコール濃度に応じて異なるので、噴射燃料のアルコール濃度が一時的にタンク内燃料よりも高くなっている間は、噴射燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を補正することが必要となる。しかしながら、この場合に噴射燃料のアルコール濃度を正確に推定することは必ずしも容易ではない。その理由は、以下のとおりである。
【００７３】
吸着材５８からアルコールが脱離する場合、脱離は一瞬で終わる訳ではなく、実際には多少の時間がかかる。このため、高燃圧制御から低燃圧制御に切り替えた場合に、吸着材５８からのアルコールの脱離は、何回かの燃焼サイクルに渡って続く。そして、各燃焼サイクルで燃料が噴射される毎に、脱離した分のアルコールによってアルコール濃度が増加した燃料が噴射口２６２から出て行くとともに、タンク内燃料と同じアルコール濃度の新たな燃料が補充される。このようにして、燃焼サイクル毎に脱離するアルコールの量と、新たに補充される燃料とのバランスによって、噴射燃料のアルコール濃度が燃焼サイクル毎に変化していく。このため、各燃焼サイクル毎のアルコール濃度を正確に推定することは困難である。アルコール濃度の正確な推定ができなければ、燃料噴射量の正確な補正をすることもできない。
【００７４】
更に、燃料インジェクタ２６の内部空間２６３の燃料圧力は、燃料ポンプ４６によって制御されるが、内部空間２６３と燃料ポンプ４６との間には距離が存在するので、圧力伝播の遅れが生ずる。すなわち、高燃圧制御から低燃圧制御に切り替えた瞬間に、内部空間２６３の燃料圧力が低下し始める訳ではない。このため、吸着材５８からアルコールが実際に脱離し始めるタイミングを正確に見極めて、いつの燃焼サイクルから燃料噴射量の補正を開始すればよいかを適切に判断することは難しい。
【００７５】
以上のような理由から、吸着材５８からアルコールを脱離させる場合には、燃料噴射量の補正を正確に実行することが難しいので、空燃比の制御誤差が生じ易いという問題がある。この問題を回避するため、本実施形態では、燃料カットの実行中に、高燃圧制御から低燃圧制御に切り替えて、吸着材５８からアルコールを脱離させることとした。燃料カットの実行中は、燃料を噴射していないので、空燃比の制御誤差が生じるおそれがない。そして、燃料カット中に高燃圧制御から低燃圧制御に切り替えるようにすれば、吸着材５８に吸着されたアルコールを燃料カット中にすべて脱離させることができる。吸着材５８のアルコール吸着量は前述したようにして把握されているので、そのすべてが脱離した場合の内部空間２６３のアルコール濃度の増加幅は容易に算出することができる。このため、燃料カットから復帰して燃料噴射が再開されるときの噴射燃料のアルコール濃度は正確に推定することが可能である。従って、燃料カットから復帰した後には、燃料噴射量を正確に補正することができ、空燃比の制御誤差が発生することを確実に防止することができる。
【００７６】
図６は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図６において、図５に示すルーチンのステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図６に示すルーチンは、図５に示すルーチンと比べ、ステップ１０８および１１０の間にステップ１１２が挿入されていること以外は同じである。
【００７７】
図６に示すルーチンによれば、冷間始動時にステップ１０６の高燃圧制御が実行され、且つステップ１０８において始動後の経過時間が所定時間Ｂに達したと判定された場合には、次に、内燃機関１０の減速燃料カットが実行されているか否かが判別される（ステップ１１２）。このステップ１１２において、減速燃料カットが実行されていないと判定された場合には、ステップ１１０の始動高燃圧完了フラグＸＳＦＰＨを１に設定する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。このため、本ルーチンの次回の実行時に、ステップ１０４の判断が肯定されるので、高燃圧制御が継続される。すなわち、吸着材５８にアルコールが吸着された状態が維持される。
【００７８】
一方、上記ステップ１１２において、減速燃料カットが実行されていると判定された場合には、始動高燃圧完了フラグＸＳＦＰＨを１に設定する処理が実行される（ステップ１１０）。このため、本ルーチンの次回の実行時に、ステップ１０４の判断が否定されるので、高燃圧制御を終了し、ステップ１０２の低燃圧制御に切り替えられる。これにより、吸着材５８からアルコールが脱離する。
【００７９】
このように、図６に示すルーチンの制御によれば、冷間始動後に所定時間Ｂが経過した後、すぐに吸着材５８からアルコールを脱離させるのではなく、減速燃料カットが実行されるのを待って、その減速燃料カットの実行中に吸着材５８からアルコールを脱離させることができる。このため、内燃機関１０の燃焼運転中に吸着材５８からアルコールを脱離させることがないので、空燃比の制御誤差の発生を確実に防止することができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０８および１１２の処理を実行することにより前記第６の発明における「判定手段」が、上記ステップ１１０，１０４，１０６および１０２の処理を実行することにより前記第６の発明における「脱離制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００８１】
実施の形態３．
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００８２】
前述したように、実施の形態２では、燃料カットの実行中に吸着材５８からアルコールを脱離させることにより、アルコールの脱離に起因する空燃比制御誤差の発生を抑制している。
【００８３】
これに対し、本実施形態では、内燃機関１０の燃焼運転中に吸着材５８からアルコールを脱離させるのであるが、機関回転数および機関負荷が、後述する所定の範囲内にあるときにアルコールを脱離させることにより、空燃比制御誤差の発生を抑制するようにしている。図７は、本実施形態におけるアルコールの脱離が許可される領域を斜線で示した図である。
【００８４】
燃料インジェクタ２６の燃料噴射量は、燃料噴射時間によって制御される。単位時間当たりの燃料噴射量は、燃料噴射圧力が高いほど、多くなる。燃料噴射は、燃焼サイクルのうちの所定の期間内に実行する必要がある。このため、機関回転数が高くなるほど、燃料噴射可能な時間は短くなる。機関回転数および機関負荷が共に高い領域（以下、「高回転高負荷領域」と称する）では、短時間のうちに多量の燃料を噴射しなければならないことになる。このため、高回転高負荷領域では燃料噴射圧力を高くする必要がある。本実施形態では、図７中の曲線ｋＦＰＨより上側の領域が、燃料噴射圧力を高くする必要のある高回転高負荷領域に相当している。すなわち、通常運転状態において、曲線ｋＦＰＨより上側の領域では、高燃圧を設定する。これに対し、曲線ｋＦＰＨより下側の領域では、高燃圧にしなくても、燃料噴射を制限時間内に十分に終わらせることができる。このため、通常運転状態において、曲線ｋＦＰＨより下側の領域では、低燃圧を設定する。
【００８５】
前述したように、吸着材５８からアルコールを脱離させた際には、噴射燃料のアルコール濃度が、一時的に、タンク内燃料のアルコール濃度よりも高くなる。そして、混合気を理論空燃比にするためには、噴射燃料のアルコール濃度が高い場合ほど、より多くの燃料噴射量が必要となる。従って、吸着材５８からアルコールを脱離させた際には、一時的に、燃料噴射時間を増大方向に補正する必要がある。
【００８６】
仮に、高回転高負荷領域において吸着材５８からアルコールを脱離させようとした場合には、燃料噴射圧力の低下（高燃圧から低燃圧へ）に伴う要求噴射時間の増大と、噴射燃料のアルコール濃度の増加に伴う要求噴射時間の増大とが重なることにより、要求噴射時間が制限時間内に収まらない可能性が高い。そこで、本実施形態では、図７中の曲線ｋＦＰＨより上側の高回転高負荷領域にあるときには、吸着材５８からアルコールを脱離させないこととした。
【００８７】
なお、燃料インジェクタ２６のサイズをアップすれば、同じ燃料噴射圧力および燃料噴射時間に対する噴射量を増大させることができるが、最小噴射量が増大してしまうので、低負荷領域での最少噴射要求を満たせなくなる。このため、燃料インジェクタ２６のサイズをアップするという解決策は妥当でない。
【００８８】
一方、アルコールの脱離に伴う空燃比制御誤差を抑制するためには、高負荷領域においてアルコールを脱離させた方が有利である。脱離するアルコールの量が同じであっても、高負荷領域では、燃料噴射量の絶対量が多いので、アルコール脱離の影響が相対的に小さくなるのに対し、低負荷領域では、燃料噴射量の絶対量が少ないので、アルコール脱離の影響が相対的に大きくなるからである。図７に示すように、本実施形態では、上記のような観点において空燃比制御誤差を十分に抑制できるような機関負荷の下限値をｋＦＰＬと設定した。そして、吸着材５８にアルコールが吸着されている場合において、機関負荷がこの下限値ｋＦＰＬ以下であるときには、高燃圧を維持する制御を行うことにより、アルコールを脱離させないようにした。
【００８９】
以上の二つの条件を合わせて、本実施形態では、内燃機関１０の運転状態（機関回転数および機関負荷）が図７中の斜線で示すような低回転且つ高負荷の領域にあるときに、吸着材５８からアルコールを脱離させるように制御することとした。以下の説明では、機関回転数を符号ＮＥで表し、機関負荷を符号ＫＬで表す。
【００９０】
図８および図９は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。これらのルーチンによれば、まず、始動時の冷却水温を所定温度Ａ℃と比較することにより、冷間始動であるか温間始動であるかが判断される（図８のステップ１００）。このステップ１００で、温間始動であると判定された場合には、始動時にアルコールを吸着材５８に吸着させるための高燃圧制御は実行されない。従って、アルコールを吸着材５８から脱離させるための制御も不要である。この場合には、フラグＸＳＦＰＬおよびフラグＸＦＰＬＯＮの値が共に１にセットされる（ステップ１２０）。
【００９１】
フラグＸＳＦＰＬおよびフラグＸＦＰＬＯＮの初期値は、共にゼロとされている。フラグＸＳＦＰＬが１にセットされたときには、アルコールの脱離が要求されていることが表される。フラグＸＦＰＬＯＮに１がセットされたときには、アルコールの脱離が完了したことが表される。後述するように、図９のルーチンの処理では、フラグＸＳＦＰＬおよびフラグＸＦＰＬＯＮの値が共に１にセットされている場合に、アルコールの吸着および脱離が完了したと判断して、通常の燃料圧力制御に移行するようにしている。上記ステップ１２０の処理は、始動時にアルコールを吸着材５８に吸着させるための高燃圧制御を実行しなかった場合には最初から通常の燃料圧力制御が実行されるようにするために、便宜的にフラグＸＳＦＰＬおよびフラグＸＦＰＬＯＮの値を１にセットするようにしたものである。
【００９２】
上記ステップ１００で、冷間始動であると判定された場合には、次に、フラグＸＳＦＰＬの値がゼロであるか否かが判別される（ステップ１２２）。フラグＸＳＦＰＬの値がゼロであると判定された場合には、次に、始動後の経過時間が所定時間Ｂに達したか否かが判別される（ステップ１２４）。始動後の経過時間が所定時間Ｂに達している場合には、内燃機関１０や触媒１５の暖機がある程度進行しているので、吸着材５８からアルコールを脱離させたとしても内燃機関１０の運転や大気中へのＨＣ排出量の面では悪影響が出ないと判断できる。このため、上記ステップ１２４において、始動後の経過時間が所定時間Ｂに達したと判定された場合には、アルコールの脱離が要求されていることを表すフラグＸＳＦＰＬが１にセットされる（ステップ１２６）。
【００９３】
図９のステップ１３０では、フラグＸＳＦＰＬの状態が判断される。フラグＸＳＦＰＬの値がゼロである場合には、内燃機関１０および触媒１５の暖機がまだ十分でない状況であり、アルコールを吸着材５８に吸着させておくべき状況であると認められる。このため、この場合には、機関回転数ＮＥや機関負荷ＫＬにかかわらず、全運転領域において高燃圧制御が実行される（ステップ１３２）。
【００９４】
一方、上記ステップ１３０で、フラグＸＳＦＰＬの値が１であると判定された場合には、内燃機関１０や触媒１５の暖機状態の面では、アルコールを脱離可能な条件が満たされていると判断できる。この場合には、次に、現在の機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬが取り込まれる（ステップ１３４）。続いて、フラグＸＦＰＬＯＮの状態が判断される（ステップ１３６）。
【００９５】
アルコールの脱離が完了する前は、フラグＸＦＰＬＯＮの値は、初期値であるゼロになっている。上記ステップ１３６で、フラグＸＦＰＬＯＮの値がゼロであると判定された場合には、内燃機関１０の運転状態が図７中の斜線で示す範囲に入っているかどうかを調べる処理が次のようにして実行される。まず、次に、機関負荷ＫＬが図７中の下限値ｋＦＰＬより高いか否かが判別される（ステップ１３８）。このステップ１３８において、機関負荷ＫＬが下限値ｋＦＰＬ以下であった場合には、内燃機関１０の運転状態が図７中の斜線で示す範囲に入っていないので、アルコールを脱離すべきではないと判断できる。そこで、この場合には、高燃圧制御が実行される（ステップ１３２）。
【００９６】
上記ステップ１３８において、機関負荷ＫＬが下限値ｋＦＰＬより高かった場合には、次に、機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬで定まる現在の動作点が図７中の曲線ｋＦＰＨより下にあるか否かが判別される（ステップ１４０）。このステップ１４０において、機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬで定まる動作点が図７中の曲線ｋＦＰＨ以上の範囲であった場合には、内燃機関１０の運転状態が図７中の斜線で示す範囲に入っていないので、アルコールを脱離すべきではないと判断できる。このため、この場合には、高燃圧制御が実行される（ステップ１３２）。
【００９７】
一方、上記ステップ１４０において、機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬで定まる動作点が図７中の曲線ｋＦＰＨより下にあった場合には、内燃機関１０の運転状態が図７中の斜線で示す範囲に入っていると判断できる。この場合には、次に、アルコールの脱離が完了したか否かが判定され（ステップ１４２）、アルコールの脱離がまだ完了していないと判定された場合には、低燃圧制御が実行される（ステップ１４４）。これにより、燃料圧力が低下し、吸着材５８からアルコールが脱離する。
【００９８】
なお、上記ステップ１４２において、アルコールの脱離が完了したか否かは、例えば、十分な時間が経過したか否かによって判別することができる。すなわち、低燃圧制御の実行時間を積算し、その積算時間が所定時間を超えた場合には、アルコールの脱離が完了したと判定することができる。このステップ１４２において、アルコールの脱離が完了したと判定された場合には、フラグＸＦＰＬＯＮの値が１にセットされる（ステップ１４６）。フラグＸＦＰＬＯＮの値が１にセットされると、次回以降の実行では、上記ステップ１３６の判断が否定され、ステップ１４８以下の処理が実行される。ステップ１４８以下の処理は、次に説明するように、通常の燃料圧力制御である。なお、前述したように、始動時にアルコールを吸着材５８に吸着させるための高燃圧制御を実行しなかった場合には、フラグＸＳＦＰＬおよびフラグＸＦＰＬＯＮの値が初めから１にセットされるので、ステップ１４８以下の通常の燃料圧力制御が最初から実行される。
【００９９】
通常の燃料圧力制御においては、まず、高燃圧制御が実行されているかどうかを示す高燃圧フラグＸＦＰＨの状態が判断される（ステップ１４８）。このステップ１４８で、高燃圧フラグＸＦＰＨの値がゼロである、すなわち高燃圧制御が実行されていないと判定された場合には、次に、機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬで定まる現在の動作点が図７中の曲線ｋＦＰＨより上にあるか否かが判別される（ステップ１４０）。このステップ１４０で、現在の動作点が図７中の曲線ｋＦＰＨより上である場合には、高回転高負荷領域であると判断できるので、高燃圧が必要となる。このため、この場合には、高燃圧フラグＸＦＰＨの値を１にセットする（ステップ１５２）とともに、高燃圧制御が実行される（ステップ１３２）。
【０１００】
高燃圧フラグＸＦＰＨの値が１にセットされている場合には、上記ステップ１４８の判断が否定される。上記ステップ１４８の判断が否定されると、次に、機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬで定まる現在の動作点が、図７中の曲線ｋＦＰＨから所定値αだけ下のラインよりも更に下にあるか否かが判別される（ステップ１５４）。所定値αを減じた値と比較する理由は、ヒステリシスを与えることによってハンチングを防止するためである。このステップ１５４で、現在の動作点が、図７中の曲線ｋＦＰＨから所定値αだけ下のライン以上の範囲にあると判定された場合には、高回転高負荷領域での運転が続いているとみなされる。この場合には、この回の実行がそのまま終了されることにより、高燃圧制御が継続される。
【０１０１】
これに対し、上記ステップ１５４で、現在の動作点が、図７中の曲線ｋＦＰＨから所定値αだけ下のラインより更に下にあると判定された場合には、高回転高負荷領域より下側の領域に移行したとみなされる。この場合には、高燃圧は不要となるので、高燃圧フラグＸＦＰＨの値がゼロにされる（ステップ１５６）とともに、低燃圧制御が実行される（ステップ１４４）。
【０１０２】
以上説明した本実施形態の制御によれば、吸着材５８からアルコールを脱離させる必要がある場合に、アルコール脱離に伴う不都合が起きにくい低回転高負荷領域に動作点が入ったときを選んで、アルコールを脱離させることができる。このため、アルコール脱離に伴う不都合、すなわち、空燃比制御誤差が発生したり、燃料噴射時間が制限内に収まらなかったりすることを確実に回避することができる。
【０１０３】
なお、上述した実施の形態３においては、図７中の斜線で示す領域が前記第８の発明における「所定の領域」に相当している。また、ＥＣＵ５０が、図８および図９のルーチンの処理を実行することにより前記第６の発明が実現されている。
【０１０４】
実施の形態４．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態４について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【０１０５】
図１０は、本実施形態における燃料インジェクタ２６の先端部２６１を拡大して示す断面図である。図１０に示すように、本実施形態における吸着材５８は、噴射口２６２から遠い位置では厚さが比較的厚く、噴射口２６２に近い位置では厚さが比較的薄くなるようにされている。このため、噴射口２６２から遠い位置では吸着材５８の存在量（存在密度）が比較的多く、噴射口２６２に近い位置では吸着材５８の存在量（存在密度）が比較的少ない。従って、噴射口２６２から遠い位置では吸着材５８のアルコール吸着容量が比較的多く、噴射口２６２に近い位置では吸着材５８のアルコール吸着容量が比較的少ない。このような構成により、次のような利点がある。
【０１０６】
燃料噴射時に、ニードル弁２６４がリフトして噴射口２６２が開くと、内部空間２６３の圧力は瞬間的に低下する。このとき、特に、噴射口２６２に近い位置の圧力が低下し易い。このため、吸着材５８にアルコールが吸着されている状態で燃料が噴射されたとき、噴射口２６２に近い位置の吸着材５８に吸着されているアルコールの一部が脱離する可能性がある。そのような場合、噴射燃料のアルコール濃度を低減する効果が薄れるおそれもある。
【０１０７】
これに対し、本実施形態によれば、噴射口２６２に近い位置では遠い位置と比べて吸着材５８のアルコール吸着容量が少なくされているので、噴射口２６２に近い位置に吸着しているアルコールの量は少ない。このため、噴射口２６２が開いて噴射口２６２に近い位置の圧力が低下したときに離脱するアルコールの量も少ない。よって、噴射燃料のアルコール濃度を低減する効果が薄れることを確実に抑制することができる。
【０１０８】
実施の形態５．
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態５について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【０１０９】
図１１は、本実施形態における燃料インジェクタ２６の先端部２６１を拡大して示す断面図である。図１１に示すように、本実施形態における吸着材５８は、噴射口２６２に比較的近い位置に配置された吸着材５８ａと、この吸着材５８ａに比べて噴射口２６２から遠い位置に配置された吸着材５８ｂとで構成されている。吸着材５８ａの材質は、吸着材５８ｂの材質と比べて、アルコール吸着能力（吸着量）の低いものが選択されている。従って、噴射口２６２から遠い位置に配置された吸着材５８ｂのアルコール吸着容量は比較的多く、噴射口２６２に近い位置に配置された吸着材５８ａのアルコール吸着容量は比較的少なくなる。これにより、本実施形態では、前述した実施の形態４と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０                内燃機関
１１                吸気ポート
１２                吸気通路
１４                排気通路
１５                触媒
１６                エアフローメータ
１８                スロットル弁
２４                アクセルポジションセンサ
２６                燃料インジェクタ
２６１                先端部
２６２                噴射口
２６３                内部空間
２６４                ニードル弁
２６５                プランジャ
２６６                ソレノイドコイル
２８                吸気弁
３０                点火プラグ
３２                排気弁
４２                水温センサ
５０                ＥＣＵ
５２                燃料タンク
５４                燃料供給通路
５６                デリバリパイプ
５８                吸着材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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